CN112911467A - 音箱及其低音增强方法与系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种音箱及其低音增强方法与系统，既能够增强音箱的低音音效，又能够避免低频失真和扬声器烧坏。一种音箱低音增强方法，包括：检测输入的音频信号的幅度；将检测到的幅度与预设阈值进行比较；基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

Description

音箱及其低音增强方法与系统

技术领域

本公开涉及电子技术领域，具体地，涉及一种音箱及其低音增强方法与系统。

背景技术

目前，增强便携式音箱的低音音效的通常做法是大幅度提升低频均衡器的增益。如图1所示，首先由模数转换器将音频信号转换成数字信号，然后由低频均衡器设置合适的频率值、Q值及增益值等，以提升音频信号低频段的增益，使音频信号产生较强的低音效果，最后经过数模转换器输出处理后的音频信号。现有技术的缺点在于容易造成低频失真，甚至会由于扬声器的冲程过大而烧坏扬声器。

发明内容

本公开的目的是提供一种音箱及其低音增强方法与系统，既能够增强音箱的低音音效，又能够避免低频失真和扬声器烧坏。

根据本公开的第一实施例，提供一种音箱低音增强方法，包括：检测输入的音频信号的幅度；将检测到的幅度与预设阈值进行比较；基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

可选地，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，则所述基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，包括：在检测到的幅度小于所述第一预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最大增益；在检测到的幅度大于所述第二预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最低增益；在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小。

可选地，所述动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小，包括：动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

可选地，所述第一预设阈值、所述第二预设阈值、所述预设最大增益和所述预设最低增益均是可调整的。

可选地，所述检测输入的音频信号的幅度，包括：检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。

可选地，所述基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，包括：在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

可选地，所述方法还包括：在比较结果表明所述低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对所述低频均衡器增益的调整操作。

根据本公开的第二实施例，提供一种音箱低音增强系统，包括：检测模块，用于检测输入的音频信号的幅度；比较模块，用于将检测到的幅度与预设阈值进行比较；调整模块，用于基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

可选地，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，则所述调整模块还用于：在检测到的幅度小于所述第一预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最大增益；在检测到的幅度大于所述第二预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最低增益；在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小。

可选地，所述调整模块还用于：在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

可选地，所述第一预设阈值、所述第二预设阈值、所述预设最大增益和所述预设最低增益均是可调整的。

可选地，所述检测模块还用于：检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。

可选地，所述调整模块还用于：在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

可选地，所述调整模块还用于：在比较结果表明所述低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对所述低频均衡器增益的调整操作。

根据本公开的第三实施例，提供一种音箱，包括根据本公开第二实施例所述的音箱低音增强系统。

可选地，所述音箱为便携式音箱。

通过采用上述技术方案，由于能够基于检测到的幅度与预设阈值的比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，所以能够在获得较好低音效果的同时保证大音频信号的音色听感，有效地保护音箱尤其是便携式音箱的扬声器系统，避免了音频信号的低频失真以及扬声器由于冲程过大而被烧坏。另外，其还可以进一步地减少扬声器的功率裕量，减少音箱的尺寸大小，从而在满足低频听感效果的同时，让便携式音箱更加“便携”，大幅度地降低产品的研发成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的音箱低音增强系统的示意框图。

图2示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强方法的流程图。

图3示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强系统的示意框图。

图4示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强系统的又一示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开的发明人发现，便携式音箱由于其扬声器口径小、功率小、磁环体积小、振膜冲程短、腔体容积小等特点，使得其低音增强变得很困难。对于图1所示的现有音箱低音增强系统而言，由于其低频均衡器采用的是固定增益，所以无论输入的音频信号是大幅度的信号还是小幅度的信号，在低频段的增益都是一样的。这样，当把低频均衡器的增益设置的较大时，对于幅度较小的音频信号而言，可以获得较好的低音效果；而对于幅度较大的音频信号而言，在频响曲线上，低频段输出功率会超过产品规格要求的额定功率，从而容易造成低频失真，甚至由于音箱的扬声器的冲程过大而烧坏扬声器。虽然通过增加功放及扬声器的功率裕量可以进一步解决该问题，但却会使产品成本进一步增加，且音箱的尺寸也会随之增大，导致很难制成便携式音箱。因此，如何有效地增强音箱尤其是便携式音箱的低音音效，是亟需解决的问题。

图2示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

在步骤S21中，检测输入的音频信号的幅度。

在该步骤中，可以在每次检测操作期间，检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。例如，假设输入的音乐信号总共有15帧，则在第一次执行检测操作时，对第1-5帧的音乐信号的幅度进行检测，而且可以将第1-5帧音乐信号的幅度的平均值作为检测到的幅度，以便后续用该平均值与预设阈值进行比较，当然还可以将第1-5帧的音乐信号的幅度中的最大或者最小幅度作为检测到的幅度，或者对1-5帧的音乐信号的幅度执行加权处理以将加权处理后的幅度作为检测到的幅度。在执行完第一次检测操作之后，针对第6-10帧的音乐信号继续执行检测操作，以此类推。

在步骤S22中，将检测到的幅度与预设阈值进行比较；

在步骤S23中，基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

通过采用上述技术方案，由于能够基于检测到的幅度与预设阈值的比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，所以能够在获得较好低音效果的同时保证大音频信号的音色听感，有效地保护音箱尤其是便携式音箱的扬声器系统，避免了音频信号的低频失真以及扬声器由于冲程过大而被烧坏。另外，其还可以进一步地减少扬声器的功率裕量，减少音箱的尺寸大小，从而在满足低频听感效果的同时，让便携式音箱更加“便携”，大幅度地降低产品的研发成本。

在一种实施方式中，预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且第二预设阈值大于第一预设阈值。则步骤S23中所述的基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，包括：在检测到的幅度小于第一预设阈值的情况下，动态调整低频均衡器的增益为预设最大增益；在检测到的幅度大于第二预设阈值的情况下，动态调整低频均衡器的增益为预设最低增益，例如，预设最低增益可以为0或者其他数值；在检测到的幅度位于第一预设阈值与第二预设阈值之间的情况下，动态调整低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小，例如，动态调整低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

另外，第一预设阈值、第二预设阈值、预设最大增益和预设最低增益均是可调整的。以第一预设阈值为例，可以在某个应用场景下将第一预设阈值设置为A，而在另一应用场景下将第一预设阈值设置为B；或者第一预设阈值也可以随着应用场景的变化而按照某种规律进行变化，例如假设在第一应用场景下，第一预设阈值为C，则将第二应用场景下的第一预设阈值设置为xC，其中x为系数。

通过采用上述技术方案，能够根据音频信号的幅度大小来动态调整低频均衡器的增益大小。也即，当音频信号处于小信号状态时，可以把低频均衡器的增益做大幅度提升，以获得较好的低音效果；而当音频信号的幅度逐渐增大时，对低频均衡器的增益做减少处理，音频信号的幅度越大，低音均衡器的增益减少得越多；甚至可以在音频信号的幅度大于一定程度时，使得低音均衡器的增益被设置为0。这样，既增强了音箱的低音音效，又保证了音频信号处于大信号状态时，音箱尤其是便携式音箱的功率不会超出额定功率，确保其扬声器系统始终工作在安全范围。

在一种实施方式中，步骤S23中所述的基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，也可以包括：在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，其中第一预设时间的大小可以根据实际应用场景进行设置，本公开对此不做限制。例如，假设比较结果表明检测到的幅度小于第一预设阈值，需要动态调整低频均衡器的增益为预设最大增益，但是根据本公开实施例的方法不会立即将低频均衡器的增益调整为预设最大增益，而是会等待第一预设时间之后才开始将低频均衡器的增益调整为预设最大增益，这样就能够避免因调整速度太快而导致在音频信号中产生杂音。

在一种实施方式中，根据本公开实施例的方法还可以包括：在比较结果表明所述低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对低频均衡器增益的调整操作，其中第二预设时间的大小可以根据实际应用场景进行设置，本公开对此不做限制。例如，假设在第一次检测操作过程中比较结果表明检测到的幅度小于第一预设阈值，需要动态调整低频均衡器的增益为预设最大增益；然后在第二次检测操作过程中，比较结果表明不需要调整低频均衡器的增益，则根据本公开实施例的方法不会立即停止对低频均衡器增益的调整，而是会继续以预设最大增益进行调整并在第二预设时间之后才结束对低频均衡器增益的调整操作，这样就能够避免音频信号幅度的大幅度波动。

图3示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强系统的示意框图。如图3所示，该音箱低音增强系统1包括：检测模块31，用于检测输入的音频信号的幅度；比较模块32，用于将检测到的幅度与预设阈值进行比较；调整模块33，用于基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器2的增益。

通过采用上述技术方案，由于能够基于检测到的幅度与预设阈值的比较结果动态调整音箱的低频均衡器2的增益，所以能够在获得较好低音效果的同时保证大音频信号的音色听感，有效地保护音箱尤其是便携式音箱的扬声器系统，避免了音频信号的低频失真以及扬声器由于冲程过大而被烧坏。另外，其还可以进一步地减少扬声器的功率裕量，减少音箱的尺寸大小，从而在满足低频听感效果的同时，让便携式音箱更加“便携”，大幅度地降低产品的研发成本。

可选地，预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且第二预设阈值大于第一预设阈值，则调整模块33还用于：在检测到的幅度小于第一预设阈值的情况下，动态调整低频均衡器2的增益为预设最大增益；在检测到的幅度大于第二预设阈值的情况下，动态调整低频均衡器2的增益为预设最低增益；在检测到的幅度位于第一预设阈值与第二预设阈值之间的情况下，动态调整低频均衡器2的增益随着检测到的幅度的增大而减小。

可选地，调整模块33还用于：在检测到的幅度位于第一预设阈值与第二预设阈值之间的情况下，动态调整低频均衡器2的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

可选地，第一预设阈值、第二预设阈值、预设最大增益和预设最低增益均是可调整的。

图4示出根据本公开一种实施例的音箱低音增强系统的又一示意框图。图4与图3的区别在于，检测模块31检测的是模/数转换器3输出的数字音频信号的幅度，而且在低频均衡器2的后端，还会由数/模转换器4将低频均衡器2输出的数字音频信号转换成模拟音频信号后再进行输出。

可选地，检测模块31还用于：检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。

可选地，调整模块33还用于：在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

可选地，调整模块33还用于：在比较结果表明低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对低频均衡器增益的调整操作。

根据本公开实施例的音箱低音增强系统中各个模块所执行操作的具体实施方式已经在根据本公开实施例的有关方法中进行了详细描述，此处不再赘述。

根据本公开的又一实施例，提供一种音箱，该音箱包括根据本公开实施例的音箱低音增强系统1。而且，该音箱为便携式音箱。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种音箱低音增强方法，其特征在于，包括：

检测输入的音频信号的幅度；

将检测到的幅度与预设阈值进行比较；

基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，则所述基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，包括：

在检测到的幅度小于所述第一预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最大增益；

在检测到的幅度大于所述第二预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最低增益；

在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小，包括：

动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设阈值、所述第二预设阈值、所述预设最大增益和所述预设最低增益均是可调整的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测输入的音频信号的幅度，包括：

检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益，包括：

在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在比较结果表明所述低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对所述低频均衡器增益的调整操作。

8.一种音箱低音增强系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测输入的音频信号的幅度；

比较模块，用于将检测到的幅度与预设阈值进行比较；

调整模块，用于基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，而且所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，则所述调整模块还用于：

在检测到的幅度小于所述第一预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最大增益；

在检测到的幅度大于所述第二预设阈值的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益为预设最低增益；

在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而减小。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述调整模块还用于：

在检测到的幅度位于所述第一预设阈值与所述第二预设阈值之间的情况下，动态调整所述低频均衡器的增益随着检测到的幅度的增大而按照对数规律减小。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一预设阈值、所述第二预设阈值、所述预设最大增益和所述预设最低增益均是可调整的。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述检测模块还用于：检测预设时间间隔内的音乐信号的幅度。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述调整模块还用于：在得到比较结果之后，等待第一预设时间之后开始基于比较结果动态调整音箱的低频均衡器的增益。

14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述调整模块还用于：在比较结果表明所述低频均衡器的增益不需要调整的情况下，等待第二预设时间之后再结束先前对所述低频均衡器增益的调整操作。

15.一种音箱，其特征在于，包括根据权利要求8至14中任一权利要求所述的音箱低音增强系统。

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